RU2086536C1

RU2086536C1 - Method for production of 3,5,3',5'-tetramethylbenzidine

Info

Publication number: RU2086536C1
Application number: RU95105497A
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Куприн; Александр Васильевич Чудинов; Владимир Николаевич Злобин
Original assignee: Александр Евгеньевич Куприн; Александр Васильевич Чудинов; Владимир Николаевич Злобин
Priority date: 1995-04-11
Filing date: 1995-04-11
Publication date: 1997-08-10
Also published as: RU95105497A

Abstract

FIELD: organic chemistry, quantitative determination of blood, immunoferment analysis. SUBSTANCE: 2,6-dimethylaniline is oxidized by hydrogen peroxide to prepare 2,6-dimethylnitrobenzene being intermediate product. Said compound is then affected by reduction with the help of zinc powder which takes place in the presence of ammonium chloride. The process is followed by treatment with sulfuric acid. EFFECT: improved efficiency.

Description

Изобретение относится к органической химии, а именно, к способам получения 3,5,3',5'-тетраметилбензидина, применяемого в биологии и медицине для количественного определения крови или в качестве хромогенного субстрата в иммуноферментном анализе. The invention relates to organic chemistry, and in particular, to methods for producing 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine, used in biology and medicine for the quantitative determination of blood or as a chromogenic substrate in an enzyme-linked immunosorbent assay.

Известен способ получения 3,5,3',5'-тетраметилбензидина (ТМП) окислением 2,6-ксилидина (2,6-диметиланилина) двуокисью свинца, Pb₃O₄, тетраацетатом свинца или тетра(трифторацетатом) свинца в среде трифторуксусной кислоты с последующей обработкой соли целевого продукта водным раствором аммиака. Выход целевого продукта 72-75% [1]
В примерах синтеза указываются малые количества синтезируемого вещества (до 1 г), что не дает основания считать возможными наработки больших количеств ТМБ. Также в способе используется дорогой и дефицитный реагент - трифторуксусная кислота.A known method for producing 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine (TMP) by oxidation of 2,6-xylidine (2,6-dimethylaniline) with lead dioxide, Pb ₃ O ₄ , lead tetraacetate or lead tetraacetate (trifluoroacetate) in trifluoroacetic acid medium followed by processing the salt of the target product with an aqueous solution of ammonia. The yield of the target product 72-75% [1]
In the synthesis examples, small amounts of the synthesized substance (up to 1 g) are indicated, which does not give reason to consider it possible to produce large quantities of TMB. Also, the method uses an expensive and scarce reagent - trifluoroacetic acid.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения 3,5,3', 5'-тетраметилбензидина (ТМБ), заключающийся в том, что исходный 2,6-диметиланилин окисляют ферроцианидом калия в 2,6,2',6'-тетраметиазобензол, который затем восстанавливают цинковой пылью в присутствии хлористого аммония в 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензол, обрабатывают последний серной кислотой и получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин с выходом по исходному амину 14,4% [2]
Из-за низкой селективности реакции окисления, используемой в данном способе, образуется большое количество побочных смолянистых продуктов, что сильно затрудняет выделение 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензола. Для выделения этого полупродукта требуется большое количество сорбента (силикагель), растворителя (эфир), процесс трудоемок. При этом достигается крайне низкий выход продукта: на стадии окисления 15% на стадии восстановления и перегруппировки 97% таким образом, общий выход продукта составляет 14,4%
Задачей изобретения является разработка более простого способа получения тетраметилбензидина с хорошим выходом.Closest to the proposed technical essence is a method for producing 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine (TMB), which consists in the fact that the original 2,6-dimethylaniline is oxidized with potassium ferrocyanide in 2,6,2', 6'- tetramethiazobenzene, which is then reduced with zinc dust in the presence of ammonium chloride in 2,6,2 ', 6'-tetramethylhydrazobenzene, is treated with sulfuric acid to give 3,5,3', 5'-tetramethylbenzidine with an initial amine yield of 14.4% [2]
Due to the low selectivity of the oxidation reaction used in this method, a large number of by-product resinous products are formed, which makes it difficult to isolate 2,6,2 ', 6'-tetramethylhydrazobenzene. To isolate this intermediate, a large amount of sorbent (silica gel), solvent (ether) is required, the process is time-consuming. In this case, an extremely low yield of the product is achieved: at the oxidation stage of 15%, at the recovery and rearrangement stage, 97%, thus, the total yield of the product is 14.4%
The objective of the invention is to develop a simpler method for producing tetramethylbenzidine in good yield.

Цель достигается тем, что в способе получения ТМБ из 2,6-диметиланилина путем его окисления, восстановления промежуточного продукта цинковой пылью в присутствии хлористого аммония и последующей обработкой серной кислотой, 2,6-диметиланилин окисляют перекисью водорода, с образованием промежуточного продукта 2,6-диметилнитрозобензола. The goal is achieved in that in the method for producing TMB from 2,6-dimethylaniline by oxidizing it, reducing the intermediate product with zinc dust in the presence of ammonium chloride and subsequent treatment with sulfuric acid, 2,6-dimethylaniline is oxidized with hydrogen peroxide, with the formation of an intermediate product of 2.6 dimethylnitrosobenzene.

Процесс происходит по следующей схеме:

По сравнению с известным способом получения ТМБ предлагаемый значительно упрощает процедуру получения конечного продукта. Из процесса исключена стадия получения и выделения 2,6,2',6'-тетраметилгидразобензола, являющаяся очень трудоемкой и лимитирующей в известном способе получения. В предлагаемом способе реакция окисления идет селективно с образованием 2,5-диметилнитрозобензола, который не требует дополнительной очистки перед использованием на следующей стадии. Выделение его крайне просто и заключается в отфильтровывании полупродукта, выпадающего в ходе реакции в осадок, и промывании последнего водой на фильтре. Стадия восстановления и бензидиновой перегруппировки также проста в исполнении. В результате удается повысить выход целевого продукта до 45,4% (считая на исходный 2,6-диметиланилин) против 14,4% в способе-прототипе.The process occurs as follows:

Compared with the known method for producing TMB, the proposed greatly simplifies the procedure for obtaining the final product. The process of obtaining and isolating 2,6,2 ', 6'-tetramethylhydrazobenzene, which is very laborious and limiting in the known production method, is excluded from the process. In the proposed method, the oxidation reaction proceeds selectively with the formation of 2,5-dimethylnitrosobenzene, which does not require additional purification before use in the next stage. Isolation of it is extremely simple and consists in filtering off the intermediate product that precipitates during the reaction, and washing the latter with water on the filter. The recovery and benzidine rearrangement steps are also easy to perform. As a result, it is possible to increase the yield of the target product to 45.4% (assuming the initial 2,6-dimethylaniline) versus 14.4% in the prototype method.

Авторам не известны способы получения ТМБ из 2,6-диметиланилина через стадию окисления перекисью водорода. The authors are not aware of methods for producing TMB from 2,6-dimethylaniline through the stage of oxidation with hydrogen peroxide.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

К смеси 49,4 мл (0,4 моль) 2,6-диметиланилина, 100 мл изо-пропилового спирта и 100 мл воды добавляют 135 мл 30%-ной перекиси водорода. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают водой и высушивают. Получают 53,3 г (98,5%) 2,6-диметинтирозобензола в виде белых или слегка желтоватых кристаллов с температурой плавления 127-128^oC. Найдено: C 69,38% H 6,89% N 10,15% мол. масса 135 (масс-спектрометрически). Вычислено для C₈H₈NO: C 71,09% H 6,71% N 10,36% мол. масса 135,16.To a mixture of 49.4 ml (0.4 mol) of 2,6-dimethylaniline, 100 ml of isopropyl alcohol and 100 ml of water, 135 ml of 30% hydrogen peroxide was added. The precipitated crystals are filtered off, washed with water and dried. 53.3 g (98.5%) of 2,6-dimethyntirozobenzene are obtained in the form of white or slightly yellowish crystals with a melting point of 127-128 ^o C. Found: C 69.38% H 6.89% N 10.15% mol . mass 135 (mass spectrometric). Calculated for C ₈ H ₈ NO: C 71.09% H 6.71% N 10.36 mol%. weight 135.16.

К суспензии 65 г цинковой пыли, 26,5 г хлористого аммония, 100 л воды, 30 мл спирта и 30 мл эфира добавляют 13,5 г (0,1 моль) 2,6-нитрозобензола. Органический слой отделяют и добавляют к 100 мл 3N раствора серной кислоты. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают водой, ацетоном и высушивают. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин сульфат полуторогидрат в виде белого мелкого порошка. Выход 8,3 г (45,4% считая на исходный амин). To a suspension of 65 g of zinc dust, 26.5 g of ammonium chloride, 100 l of water, 30 ml of alcohol and 30 ml of ether, 13.5 g (0.1 mol) of 2,6-nitrosobenzene are added. The organic layer was separated and added to 100 ml of a 3N sulfuric acid solution. The precipitated crystals are filtered off, washed with water, acetone and dried. Get 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine sulfate hemihydrate in the form of a white fine powder. Yield 8.3 g (45.4% based on the starting amine).

Тетраметилбензидин основание: тетраметилбензидин сульфат один мольный эквивалент обрабатывают тремя мольными эквивалентами 10%-ного NaOH, экстрагируют хлороформом. Хлороформенный экстракт сушат над MgSO₄, упаривают досуха и перекристаллизовывают из спирта. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин с выходом 90-95% (считая на тетраметилбензидин - сульфат) виде белых кристаллов с температурой плавления 168-169^oC (литературная температура плавления 168^oC [2] ). Найдено: C 79,75% H 8,3% N 11,95% мол. масса 240 (масс-спектрометрически). Вычислено для C₁₆H₂₀N₂: C 79,95% H 8,39% N 11,66% мол. масса 240,34.Tetramethylbenzidine base: tetramethylbenzidine sulfate one molar equivalent is treated with three molar equivalents of 10% NaOH, extracted with chloroform. The chloroform extract was dried over MgSO ₄ , evaporated to dryness and recrystallized from alcohol. Receive 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine with a yield of 90-95% (counting on tetramethylbenzidine - sulfate) as white crystals with a melting point of 168-169 ^o C (literary melting point 168 ^o C [2]). Found: C 79.75% H 8.3% N 11.95% mol. mass 240 (mass spectrometric). Calculated for C ₁₆ H ₂₀ N ₂ : C 79.95% H 8.39% N 11.66 mol%. weight 240.34.

Тетраметилбензидин дигидрохлорид: тетраметилбензидин основание один мольный эквивалент растворяют в минимальном количестве изо-пропилового спирта и добавляют 3 эквивалента конц. HCl. Выпавшие в осадок кристаллы отфильтровывают, промывают изо-пропиловым спиртом, пентаном и высушивают. Получают 3,5,3',5'-тетраметилбензидин дихлоргидрат в виде белых игольчатых кристаллов с выходом 85-90% (считая на тетраметилбензидин основание). Tetramethylbenzidine dihydrochloride: tetramethylbenzidine base one molar equivalent is dissolved in a minimum amount of isopropyl alcohol and 3 equivalents of conc. HCl. The precipitated crystals are filtered off, washed with isopropyl alcohol, pentane and dried. Receive 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine dichlorohydrate in the form of white needle crystals with a yield of 85-90% (counting on the basis of tetramethylbenzidine).

Предлагаемый способ является простым и доступным в исполнении. В отличие от известных и широко используемых реагентов таких, как бензидин, о-толидин, анизидин, получаемый реагент не обладает канцерогенной активностью [R. Colin Carner, A.L. Walpole, F.L. Rose "Testing of some benzidine analogues for microsomal activation to bacterial mutagens", Cancer Letters, 1 (1975), pp. 39-42; V.R. Holland, B.C. Saunders, F.L Rose, A.L. Walpole "A safer substitute for benzidine in the detection of blood", Tetrahedron, vol.30, (1974) pp.3299-3302; H.H. Liem, F. Cardenas, M. Tavassoli, M.B. Pon-Fitzpatrick, U. Muller-Eberhard, "Quantitative Determination of hemoglobin and cytochemical staining for peroxidase using 3,5,3',5'-tetramethylbenzidine dihydrochloride, a safe substitute for benzidine", Analitical biochemistry", 98, (1979) pp. 388-393] что открывает широкие перспективы его использования в медицине и биологии. ТМБ не выпускается промышленностью нашей страны и предлагаемый способ позволяет наработать необходимое количество ТМБ в лабораторных условиях. The proposed method is simple and affordable. In contrast to the well-known and widely used reagents such as benzidine, o-tolidine, anisidine, the resulting reagent does not have carcinogenic activity [R. Colin Carner, A.L. Walpole, F.L. Rose "Testing of some benzidine analogues for microsomal activation to bacterial mutagens", Cancer Letters, 1 (1975), pp. 39-42; V.R. Holland, B.C. Saunders, F.L Rose, A.L. Walpole "A safer substitute for benzidine in the detection of blood", Tetrahedron, vol. 30, (1974) pp. 3299-3302; H.H. Liem, F. Cardenas, M. Tavassoli, M.B. Pon-Fitzpatrick, U. Muller-Eberhard, "Quantitative Determination of hemoglobin and cytochemical staining for peroxidase using 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine dihydrochloride, a safe substitute for benzidine", Analitical biochemistry ", 98, (1979) pp. 388-393] which opens up wide prospects for its use in medicine and biology. TMB is not produced by the industry of our country and the proposed method allows to produce the required amount of TMB in laboratory conditions.

Claims

The method of obtaining 3,5,3 ', 5'-tetramethylbenzidine from 2,6-dimethylaniline by oxidation, reduction of the intermediate product with zinc dust in the presence of ammonium chloride and subsequent treatment with sulfuric acid, characterized in that 2,6-dimethylaniline is oxidized with hydrogen peroxide with the formation of an intermediate product of 2,6-dimethylnitrosobenzene.